高中物理1 光的折射精品課時作業(yè)-試卷下載-教習網(wǎng)

一、折射定律
1．光的反射
(1)反射現(xiàn)象：光從第1種介質射到該介質與第2種介質的分界面時，一部分光會返回到第1種介質的現(xiàn)象．
(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面內，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側；反射角等于入射角．
2．光的折射
(1)折射現(xiàn)象：光從第1種介質射到該介質與第2種介質的分界面時，一部分光會進入第2種介質的現(xiàn)象．
(2)折射定律
折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即eq \f(sin θ1,sin θ2)＝n12(式中n12是比例常數(shù))．
(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．
二、折射率
1．定義
光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，即n＝eq \f(sin θ1,sin θ2).
2．折射率與光速的關系
某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質中的傳播速度v之比，即n＝eq \f(c,v).
3．理解
由于c＞v，故任何介質的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.
技巧點撥
一、折射定律
1．光的折射
(1)光的方向：光從一種介質斜射進入另一種介質時，傳播方向要發(fā)生變化．
(2)光的傳播速度：由v＝eq \f(c,n)知，光從一種介質進入另一種介質時，傳播速度一定發(fā)生變化．
注意：當光垂直界面入射時，光的傳播方向不變，但這種情形也屬于折射，光的傳播速度仍要發(fā)生變化．
(3)入射角與折射角的大小關系：當光從折射率小的介質斜射入折射率大的介質時，入射角大于折射角，當光從折射率大的介質斜射入折射率小的介質時，入射角小于折射角．
2．折射定律的應用
解決光的折射問題的基本思路：
(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖．
(2)利用幾何關系確定光路圖中的邊、角關系，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角．
(3)利用折射定律n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)、折射率與光速的關系n＝eq \f(c,v)列方程，結合數(shù)學三角函數(shù)的關系進行運算．
二、折射率
1．對折射率的理解
(1)折射率
n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)，θ1為真空中的光線與法線的夾角，不一定為入射角；而θ2為介質中的光線與法線的夾角，也不一定為折射角．
(2)折射率n是反映介質光學性質的物理量，它的大小由介質本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無關，與介質的密度沒有必然聯(lián)系．
2．折射率與光速的關系：n＝eq \f(c,v)
(1)光在介質中的傳播速度v跟介質的折射率n有關，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質中的傳播速度v，所以任何介質的折射率n都大于1.
(2)某種介質的折射率越大，光在該介質中的傳播速度越?。?br>例題精練
1．（2021?浙江）用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點O和兩出射點P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點處，空氣中的四條細光束分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b間的夾角為90°，則（）
A．光盤材料的折射率n＝2
B．光在光盤內的速度為真空中光速的三分之二
C．光束b、c和d的強度之和等于光束a的強度
D．光束c的強度小于O點處折射光束OP的強度
2．（2021春?海淀區(qū)校級月考）一束復色光以入射角i從玻璃界面MN射向空氣時分成a、b、c三束光，如圖所示，則下面說法中不正確的是（）
A．在玻璃中a光速度最大
B．c光的光子頻率最大
C．在真空中b光速度最大
D．若逐漸增大入射角i，c光將首先消失
隨堂練習
1．（2021春?相城區(qū)校級月考）一束光從空氣射向折射率為的某種介質，若反向光線與折射光線垂直，已知真空中的光速為c，則下列說法正確的是（）
A．光的入射角為30°B．介質中的光速為c
C．光的入射角為60°D．光的入射角為45°
2．（2021?丹東一模）一束由A、B兩種單色光組成的復色光，在真空中以一定的角度從三棱鏡的一側射入，從另一側射出，光路如圖所示。下列說法正確的是（）
A．在同種介質中，B光的波長比A光的波長短
B．A、B兩種光在該棱鏡中的傳播速度一樣大
C．若B光能使某種金屬發(fā)生光電效應，A光也能使該金屬發(fā)生光電效應
D．用同一雙縫干涉裝置實驗時，A光的條紋間距比B光的窄
3．（2021?江蘇模擬）玻璃中有一個球形氣泡。一束平行光射入氣泡，下列光路圖中正確的是（）
A．B．
C．D．
4．（2021春?六合區(qū)校級月考）如圖所示，折射率為的三棱鏡，橫截面為直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°，D為AB邊上一點，且xBD＝2xDA。一束平行光平行于BC從AB邊射入三棱鏡，光在真空中傳播的速度為c。下列說法正確的是（）
A．光在AB邊的折射角為45°
B．光在三棱鏡中的傳播速度為c
C．光從BD之間入射，能從BC邊射出
D．光從AD之間入射，不能從AC邊射出
綜合練習
一．選擇題（共15小題）
1．（2021?日照一模）下列現(xiàn)象屬于折射現(xiàn)象的是（）
A．白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣
B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣
C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣
D．白光照射單縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋
2．（2021?江蘇模擬）如圖所示，△ABC是一直角三棱鏡的橫截面，∠A＝30°，∠B＝90°。一細光束從AB邊上的D點以與AB邊成45°角射入三棱鏡，AD長度為a，AC長度為2a，三棱鏡的折射率為n＝，光在真空中的傳播速度為c，不考慮多次反射。下列說法正確的是（）
A．光在三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為30°
B．光在AC面上一定發(fā)生全反射
C．光在BC面上一定發(fā)生全反射
D．光束在三棱鏡中傳播的時間為
3．（2021春?紅橋區(qū)校級期中）如圖所示，ABC為直角三棱鏡，∠A＝30°，∠B＝90°，一束單色光從AB邊上的D點平行AC射入，折射光線剛好交于C點，已知BD＝AD，則三棱鏡的折射率為（）
A．B．C．D．
4．（2021春?山東月考）彩虹是由陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次形成。彩虹形成的示意圖如圖所示，一束白光L由左側射入水滴，a、b是白光射入水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光線（a、b是單色光）。下列關于a光與b光的說法正確的是（）
A．水滴對a光的折射率小于對b光的折射率
B．a光在水滴中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度
C．用同一臺雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，a光相鄰的亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距
D．a、b光在水滴中傳播的波長都比各自在真空中傳播的波長要長
5．（2020秋?湖北期末）如圖所示，一透明玻璃半球豎直放置，OO′為其對稱軸，O為球心，球半徑為R，半球左側為圓面，右側為半球面。現(xiàn)有一束平行光從其左側垂直于圓面射向玻璃半球，玻璃半球對該光的折射率為，真空中的光速為c，不考慮光在玻璃中的多次反射，則從左側射入剛好能從右側半球面射出的入射光束偏折后到與對稱軸OO′相交所用的傳播時間t為（）
A．RB．RC．D．R
6．（2021?昆山市校級模擬）在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實驗中，其實驗光路如圖所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法錯誤的是（）
A．為了減少作圖誤差，C和D的距離應適當取大一些
B．若A、B的距離較大時，通過玻璃磚會看不到A、B的像
C．為了減少測量誤差，A、B連線與法線NN′的夾角應適當大一些
D．若A、B連線與法線NN′間夾角過大時，有可能在bb′一側看不清A、B的像
7．（2020秋?常州期末）如圖所示，a、b兩束單色光射向半圓形玻璃磚的圓心O，折射后從玻璃磚的同一點射出，則（）
A．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率
B．a光光子的動量大于b光光子的動量
C．在玻璃中，a光的速度大于b光的速度
D．a、b光通過同一個雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距
8．（2021春?秦淮區(qū)校級月考）如圖，a和b兩單色光，以適當?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入真空，出射光線都從圓心O沿Oc方向射出，則下列說法正確的是（）
A．a光的頻率比b光的小
B．a光的全反射臨界角比b光的小
C．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光比b光的相鄰亮條紋間距大
D．兩光在同一介質中傳播，a光的傳播速度比b光的大
9．（2020秋?臨朐縣校級月考）酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會看到在一定距離之外的地面顯得格外明亮，仿佛是一片“水面”，似乎還能看到遠處車、人的倒影。但當你靠近“水面”時，它也隨你的靠近而后退，該現(xiàn)象是由下列光的哪種現(xiàn)象造成的（）
A．光的折射B．光的全反射C．光的干涉D．光的衍射
10．（2021春?瓦房店市校級期末）如圖，一束白光沿半徑方向從A點射入半圓形玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上下邊界，c為反射光，若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，可以觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失，在光帶完全消失之前，下列說法正確的有（）
A．c光逐漸變暗
B．ab光帶逐漸變亮
C．a光與b光相比，a光先消失
D．單色光a通過玻璃磚所需的時間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間
11．（2021春?常熟市校級月考）如圖ABCDE為單反照相機取景器中五棱鏡的一個截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路如圖中所示．則a、b兩束光（）
A．在真空中，a光的傳播速度比b光的大
B．以同的入射角從空氣斜射入相水中，b光的折射角較小
C．在棱鏡內，a光的傳播速度比b光的小
D．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距小
12．（2021?江蘇模擬）打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切割在θ1＜θ＜θ2的范圍內，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射（僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況），則下列判斷正確的是（）
A．若θ＞θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射
B．若θ＞θ2，光線會從OQ邊射出
C．若θ＜θ1光線會從OQ邊射出
D．若θ＜θ1光線會在OP邊發(fā)生全反射
13．（2021?浙江模擬）如圖所示，一細束紅藍復色光垂直于AB邊射入直角三棱鏡，在AC面上反射和折射分成兩束細光束，其中一束細光束為單色光束。若用v1和v2分別表示紅、藍光在三棱鏡內的速度，下列判斷正確的是（）
A．v1＜v2，單色光束為紅色B．v1＜v2，單色光束為藍色
C．v1＞v2，單色光束為紅色D．v1＞v2，單色光束為藍色
14．（2021春?東湖區(qū)月考）某同學潛入游泳池中，仰頭看游泳館天花板上的燈，他看到燈的位置（）
A．比實際位置高B．比實際位置低
C．和實際位置一樣高D．無法判斷
15．（2021春?東湖區(qū)月考）在圖中是光線在空氣中和玻璃中傳播的情形，其中NN′⊥MM′，∠3＝∠6，則下列說法正確的是（）
A．BO不可能是入射光線B．OA可能是入射光線
C．空氣在界面的左側D．折射角一定是∠1
二．多選題（共15小題）
16．（2021春?寶雞期末）一束光從介質1進入介質2，如圖所示，下列對于1，2兩種介質的光學屬性判斷正確的是（）
A．介質1是光密介質
B．介質1的折射率小
C．光在介質2中傳播速度大
D．光在介質2中的頻率大
17．（2021?朝陽四模）光的干涉現(xiàn)象在技術中有重要應用，例如檢查平面的平整程度。如圖甲所示，把一透明板壓在另一透明板上，一端用薄片墊起，構成空氣劈尖，讓單色光a、b分別從上方射入，得到明暗相間的條紋如圖乙所示。下列說法正確的是（）
A．單色光a的波長比單色光b的波長大
B．單色光a的波長比單色光b的波長小
C．同種介質對單色光a的折射率比對單色光b的折射
D．同種介質對單色光a的折射率比對單色光b的折射率小
18．（2021?綿陽模擬）由紅光和藍光組成的復色光以相同的入射角射到介質Ⅰ和Ⅱ的界面MN，折射后分為a、b兩束光。下列說法正確的是（）
A．a為紅光，b為藍光
B．a為藍光，b為紅光
C．在介質Ⅱ中傳播相同距離，b光所用時間短
D．增大復色光的入射角，b光先發(fā)生全反射
E．用同一雙縫干涉儀做實驗，a光條紋間距較小
19．（2021?吳江區(qū)校級模擬）我們有時候可以觀察到太陽周圍的明亮光暈圈，如圖1所示。如圖2所示，這種光學現(xiàn)象是由太陽光線在卷層云中的冰晶折射而產生的，該云層高度約5.5km。為了理解光暈現(xiàn)象，我們將問題簡化為兩維。如圖3，θi表示冰晶上的入射角，θ2表示為經(jīng)過第一個界面的折射角，θ0表示為光線離開晶體的折射角，以及θD表示為入射和出射光線之間的偏轉角。假設冰晶可以在二維上可以看成一個正六邊形且不考慮其他的反射、折射。若仔細觀察光暈，能看到內外有不同顏色，分別為紅色和藍色。則以下說法中正確的是（）
A．入射角θi越大，則偏轉角θD越小
B．入射角θi越大，則出射角θ0越小
C．內側為紅色，外側為藍色
D．內側為藍色，外側為紅色
20．（2020秋?德城區(qū)校級月考）“不經(jīng)歷風雨怎么見彩虹”，彩虹的產生原因是光的色散，如圖所示為太陽光射到空氣中的小水珠發(fā)生色散形成彩虹的光路示意圖，a、b為兩種折射出的單色光。以下說法正確的是（）
A．在水珠中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度
B．b光頻率小，a光頻率大
C．以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側移量大
D．位于水珠左下方的觀察者看到的是紫光在上，紅光在下
21．（2020秋?北碚區(qū)校級月考）現(xiàn)有一三棱柱工件，由透明玻璃材料組成，如圖所示，其截面ABC為直角三角形，∠ACB＝30°?，F(xiàn)有一條光線沿著截面從AC邊上的O點以45°的入射角射入工件，折射后到達BC邊發(fā)生全反射，垂直AB邊射出。已知CO＝AC＝L，下列說法正確的是（）
A．光線在AC邊的折射角為30°
B．該透明玻璃的折射率為2
C．該光線在透明玻璃材料中發(fā)生全反射的臨界角為45°
D．光線在BC邊的入射角為30°
E．光線在工件中的傳播時間為
22．（2020秋?北碚區(qū)校級月考）如圖所示，O1O2是半圓形玻璃磚過圓心的法線，A、B是關于O1O2對稱的兩束平行單色細光束，兩細光束從玻璃磚右方射出后的光路如圖所示，則下列說法正確的是（）
A．該玻璃磚對A光的折射率比對B光的折射率小
B．有可能A綠光，B是紅光
C．兩束細光束從空氣進入玻璃的過程中各自的頻率均不變
D．在真空中，A光的波長比B光的波長短
23．（2020秋?呼和浩特月考）一束光從某介質進入真空，方向如圖所示，則下列判斷中正確的是（）
A．該介質的折射率是
B．該介質的折射率是
C．該介質相對真空發(fā)生全反射的臨界角小于45°
D．光線按如圖所示的方向入射，無論怎樣改變入射方向都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
E．如果光從真空射向介質，則不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
24．（2020秋?儋州校級期中）對于光的認識，下列說法正確的是（）
A．光的干涉現(xiàn)象能說明光是一種波
B．光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波
C．光不容易觀察到衍射現(xiàn)象是因為光的速度太大
D．玻璃對綠光和紅光的折射率相同
25．（2020春?皇姑區(qū)校級月考）如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，則下列說法正確的是（）
A．若a光能使某種金屬材料發(fā)生光電效應，則b光一定也能使該金屬材料發(fā)生光電效應
B．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距
C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率
D．若改變光束在左側面的入射方向使入射角逐漸變小，則折射光線a首先消失
26．（2020春?和平區(qū)校級月考）如圖所示，a、b兩束不同頻率的單色可見光，以不同的入射角從空氣斜射入玻璃三棱鏡中，出射光恰好合為一束。則（）
A．在玻璃中傳播時b光的速度比a光大
B．兩束光從同種玻璃射向空氣時，b光發(fā)生全反射的臨界角比a光小
C．用a、b兩束光分別照射甲、乙兩種金屬均能發(fā)生光電效應，光電子的最大初動能相同，則金屬乙的逸出功比金屬甲小
D．按照玻爾理論，若b為n＝5向n＝2能級躍遷所放出的光，則a可能為n＝3向n＝2能級躍遷所放出的光
27．（2020春?涼山州期末）關于光學部分的有關公式，下列說法正確的有（）
A．根據(jù)折射率的定義式n＝測量折射率時，光應從空氣（或真空）進入介質
B．根據(jù)折射定律＝n可知，n是折射率
C．根據(jù)公式n＝可知，介質的折射率與光在該介質中的傳播速度成反比
D．根據(jù)公式v＝fλ可知，同一介質中不同頻率的光，v相同，f大則λ小
28．（2020?天津一模）如圖所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以相同的入射角射到平行玻璃磚的上表面（玻璃磚上下表面做夠大、對a、b兩種光的折射率均大于1.5），直線OO′與玻璃磚上表面垂直且與其交于N點，入射點A、B到N點的距離相等，經(jīng)玻璃上表面折射后兩束光相交于圖中的P點，下列說法正確的是（）
A．a光光子的能量大于b光光子的能量
B．若a光能使某種金屬發(fā)生光電效應，則b光一定能使該金屬發(fā)生光電效應
C．在相同條件下進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距比b光小
D．只要入射角相同，a光在玻璃磚中傳播的時間始終小于b光在玻璃磚中傳播的時間
29．（2020春?沭陽縣校級月考）光射到兩種不同介質的分界面，分析其后的傳播情形可知（）
A．折射現(xiàn)象的出現(xiàn)說明光是縱波
B．光總會分為反射光和折射光
C．折射光與入射光的傳播方向有可能是相同的
D．發(fā)生折射是因為光在不同介質中的傳播速度不同
30．（2020?紅橋區(qū)模擬）已知某玻璃對藍光的折射率比對紅光的折射率大，則兩種光（）
A．若紅光照射某金屬可以發(fā)生光電效應，則藍光照射時也一定可以發(fā)生光電效應
B．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，紅光折射角較小
C．從該玻璃中射入空氣恰發(fā)生反射時，藍光臨界角較大
D．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，紅光的相鄰條紋間距較大
三．填空題（共5小題）
31．（2021?濠江區(qū)校級模擬）一束光從真空進入某介質，方向如圖所示，則該介質的折射率為，若光在真空中的傳播速度為c，則光在該介質中的傳播速度為。
32．（2020秋?源城區(qū)校級月考）在北方寒冷的冬天，有時會出現(xiàn)“多個太陽”的“幻日”奇觀，這是由于空氣中的水蒸氣在集冷的大氣里凝結成了小冰晶，太陽通過冰晶折射的緣故。如圖所示為太陽光照射到六角冰晶上折射的光路圖，a、b是太陽光中的兩種單色光，由此可以判斷，冰晶對單色光a的折射率（填“大于”或“小于”）冰晶對單色光b的折射率，單色光a在冰晶中的傳播速度比單色光b在冰晶中的傳播速度（填“大”或“小”）。
33．（2021春?寶雞期末）如圖所示，是利用插針法測定玻璃磚的折射率的實驗得到的光路圖．玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則
（1）出射光線與入射光線．（填仍平行或不再平行）．
（2）以入射點O為圓心，以R＝5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點，與折射線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得＝1.68cm，＝1.12cm，則該玻璃磚的折射率n＝．
34．（2020?深圳一模）如圖所示，有兩束細單色光p、q射向置于空氣中的三棱鏡表面，此時三棱鏡的右側表面只有一束光線射出（不考慮反射的情景），則兩束光在三棱鏡中的傳播速率vp vq（填“＞”、“＝”、“＜”），若一束為黃光，一束為紅光，則是紅光（填“p”或“q”）。
35．（2019春?渾源縣校級月考）光纖通訊所用的原理是光的，光纜有內外兩層，設光纜的內芯材料的折射率為n1，光纜的外套材料的折射率為n2，則n1 n2．（填大于、等于或小于）
四．計算題（共2小題）
36．（2021春?阜寧縣校級期中）用下面方法可以測量液體折射率：取一半徑為r的軟木塞，在它圓心處插上一枚大頭針，讓軟木塞浮在液面上，調整大頭針插入軟木塞深度，使它露在外面的長度為h，這時從液面上方的各個方向向液體中看，恰好看不到大頭針。利用測得的數(shù)據(jù)r和h，即可求液體的折射率。
（1）求液體的折射率（用r和h表示）；
（2）設從大頭針出來的光頻率為f，求光在介質中的波長。
37．（2021?茂名二模）如圖所示，一細光束照射到圓形玻璃磚上A點，經(jīng)折射后折射光線剛好照到玻璃磚底邊的右端C點，入射光線與BC平行，入射角為60°，圓的半徑為R，光在真空中的傳播速度為c，求：
①玻璃磚的折射率；
②光從A傳播到C所用時間。

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